TWI649927B - 信號傳輸線纜 - Google Patents

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Abstract

本案揭示信號傳輸線纜，其包含第一連接頭、信號線、第一屏蔽導線以及第二屏蔽導線。信號線電性連接第一連接頭。第一屏蔽導線電性連接第一連接頭，遠離第一連接頭延伸，並基於第一繞行方向圍繞信號線的至少一部份。第二屏蔽導線電性連接第一連接頭，遠離第一連接頭延伸，並基於第二繞行方向圍繞信號線的至少一部份。

Description

信號傳輸線纜
本案係關於一種信號傳輸線纜。
現下USB接頭及其線纜，在差動訊號線從主機板上連接到USB接頭以及USB接頭連接到纜線的這兩個連接部，會因阻抗及參考訊號接地的不連續性而產生共模電流激發在接頭及其線纜的表面上，進而造成2.5GHz頻率的雜訊輻射干擾問題。
本案揭示一種信號傳輸線纜，其包含第一連接頭、信號線、第一屏蔽導線以及第二屏蔽導線。信號線電性連接第一連接頭。第一屏蔽導線電性連接第一連接頭，遠離第一連接頭延伸，並基於第一繞行方向圍繞信號線的至少一部份。第二屏蔽導線電性連接第一連接頭，遠離第一連接頭延伸，並基於第二繞行方向圍繞信號線的至少一部份。
於前述結構配置下，由於本案的第一屏蔽導線以及第二屏蔽導線為繞行方向相反的兩個螺旋部，並共同形成雙螺旋結構，因此第一屏蔽導線以及第二屏蔽導線中流通 之共模電流所產生的電磁輻射實質上會相互抵消。藉此，本實施方式之信號傳輸線纜可降低產生於線纜屏蔽表面的共模電流所造成之電磁波干擾，進而提升電子設備中射頻元件的敏感度及訊號吞吐量。
1、2‧‧‧信號傳輸線纜
10‧‧‧第一連接頭
11‧‧‧第一導電構件
12‧‧‧信號線
13‧‧‧第二導電構件
14、24‧‧‧第一屏蔽導線
16、26‧‧‧第二屏蔽導線
18‧‧‧屏蔽層
19‧‧‧保護層
20‧‧‧第二連接頭
110、112、130、132‧‧‧開口
C1、C2、C3、C4‧‧‧接點
D‧‧‧延伸方向
H、H’‧‧‧雙螺旋結構
H1‧‧‧第一螺旋部
H2‧‧‧第二螺旋部
G1‧‧‧第一角度
G2‧‧‧第二角度
P1、P2、P3、P4‧‧‧纏繞間距
R1‧‧‧第一繞行方向
R2‧‧‧第二繞行方向
第1圖繪示依據本案之一實施方式之信號傳輸線纜的局部立體圖。
第2A圖為第1圖所示之結構的爆炸圖。
第2B圖為第1圖所示之結構沿著線段B-B的剖視圖。
第2C圖、第2D圖分別為第1圖所示之結構中屏蔽導線的繞行方向與其延伸方向之間的關係的示意圖。
第3圖繪示依據本案之另一實施方式之信號傳輸線纜的局部立體圖。
請參照第1圖、第2A圖以及第2B圖。第1圖繪示依據本案之一實施方式之信號傳輸線纜1的局部立體圖。第2A圖為第1圖所示之結構的爆炸圖。第2B圖為第1圖所示之結構沿著線段B-B的剖視圖。如圖所示，於本實施方式中，信號傳輸線纜1包含第一連接頭10、信號線12、第一導電構件11、第二導電構件13、第一屏蔽導線14、第二屏蔽導線16、屏蔽層18(見第2A圖以及第2B圖)以及保護層19。其中，為 了能更清楚繪示本案，第1圖中的保護層19以虛線表示，並省略繪示屏蔽層18。
於第1圖、第2A圖以及第2B圖中，信號線12電性連接第一連接頭10。信號線12相較於第一屏蔽導線14以及第二屏蔽導線16遠離第一連接頭10延伸。於一些實施方式中，信號線12中包含至少兩線路(圖未示)，以作為往返線路而輸送電力或輸送信號。本實施方式藉由後續所述之第一屏蔽導線14以及第二屏蔽導線16的配置以降低共模訊號所造成的影響。
於本實施方式中，第一導電構件11電性連接於第一連接頭10並包圍信號線12。於本實施方式中，第一導電構件11呈圓筒狀，用以套設信號線12，且具有相對之開口110以及開口112。第一導電構件11的開口110朝向第一連接頭10，而開口112背離第一連接頭10。信號線12延伸通過第一導電構件11的開口110、112，並遠離第一連接頭10延伸。信號線12所產生的共模電流係流通於第一導電構件11。於一些實施方式中，第一導電構件11的材料包含鋁(Aluminum,Al)、銅(Copper,Cu)或任何其他適合的材料。於一些實施方式中，第一導電構件11的結構係由導電線所編織而成，但本案不以此為限。
於本實施方式中，第二導電構件13位於屏蔽層18相對第一連接頭10之一側，與屏蔽層18分離，並包圍信號線12。於本實施方式中，第二導電構件13呈圓筒狀，套設信號線12，且具有相對之開口130、132。信號線12延伸 通過第二導電構件13的開口130、132。信號線12所產生的共模電流係流通於第二導電構件13。於一些實施方式中，第二導電構件13的材料包含鋁(Aluminum,Al)、銅(Copper,Cu)或任何其他適合的材料。於一些實施方式中，第二導電構件13的結構係由導電線所編織而成，但本案不以此為限。
如第2A圖以及第2B圖所示，屏蔽層18包圍信號線12，位於第一屏蔽導線14與信號線12之間，且與第一連接頭10、第一導電構件11以及第二導電構件13分離(見第2A圖)。於一些實施方式中，屏蔽層18的材料包含鋁(Aluminum,Al)、銅(Copper,Cu)或任何其他適合的材料。於一些實施方式中，屏蔽層18的結構係由導電線所編織而成，但本案不以此為限。
如第1圖以及第2A圖所示，第一屏蔽導線14電性連接第一連接頭10，遠離第一連接頭10延伸，並基於第一繞行方向R1(見第2A圖)圍繞信號線12。在本實施例中，由第2A圖所示之視角，第一繞行方向R1基於逆時鐘方向並沿著延伸方向D圍繞信號線12。亦即，第一屏蔽導線14以螺旋纏繞的方式圍繞並包覆信號線12，以形成第一螺旋部H1(見第2A圖)。
於一些實施方式中，第一屏蔽導線14纏繞信號線12的纏繞間距相同。於另一些實施方式中，第一屏蔽導線14纏繞信號線12的纏繞間距不為定值，而係漸變的。舉例而言，第一屏蔽導線14纏繞信號線12的纏繞間距係朝遠 離第一連接頭10而逐漸變大。如第2A圖所示，第一屏蔽導線14中靠近第一連接頭10的具有纏繞間距P1，第一屏蔽導線14中相較前述部位遠離第一連接頭10的另一部位具有纏繞間距P3，且纏繞間距P3係大於纏繞間距P1。藉此，信號傳輸線纜1中靠近第一連接頭10的部位可具有良好的抗噪效果，且信號傳輸線纜1中遠離第一連接頭10的另一部位則有較好的彎曲能力，以增加信號傳輸線纜1於空間中使用的便利性。於一些實施方式中，第一屏蔽導線14緊密地纏繞信號線12以完整地覆蓋信號線12。再者，請配合參照第2C圖。第2C圖為第1圖所示之結構中第一屏蔽導線14的第一繞行方向R1與其延伸方向D之間的關係的示意圖。於本實施方式中，第一屏蔽導線14自第一連接頭10的第一繞行方向R1與其延伸方向D之間所形成的第一角度G1為一範圍介於約60度角與約90度角之間。
進一步而言，如第1圖以及第2A圖所示，第一屏蔽導線14位於信號線12(以及第一導電構件11、屏蔽層18)與第二屏蔽導線16之間。第一屏蔽導線14的一端部電性連接於鄰接至第一連接頭10之第一導電構件11的接點C1，而第一屏蔽導線14的另一端部電性連接於第二導電構件13的接點C3。於一些實施方式中，第一屏蔽導線14包覆於絕緣材料中。於一些實施方式中，第一屏蔽導線14的材質包含銅或任何其他適合的材料。於一些實施方式中，第一屏蔽導線14的尺寸可應用不同的線材外徑。於一些實施方式中，信號傳輸線纜1的第一屏蔽導線14可連接至第一連接頭 10而不需配置第一導電構件11。
如第1圖以及第2A圖所示，第二屏蔽導線16電性連接第一連接頭10，遠離第一連接頭10延伸，並基於第二繞行方向R2(見第2A圖)圍繞信號線12。舉例來說，由第2A圖所示之視角，第二繞行方向R2基於順時鐘方向並沿著延伸方向D圍繞信號線12，而相反於第一繞行方向R1。亦即，第二屏蔽導線16以螺旋纏繞的方式圍繞並包覆信號線12，以形成第二螺旋部H2(見第2A圖)。
於一些實施方式中，第二屏蔽導線16纏繞信號線12的纏繞間距相同。於另一些實施方式中，第二屏蔽導線16纏繞信號線12的纏繞間距不為定值，而係漸變的。舉例而言，第二屏蔽導線16纏繞信號線12的纏繞間距係朝遠離第一連接頭10而逐漸變大。如第2A圖所示，第二屏蔽導線16中靠近第一連接頭10的部分具有纏繞間距P2，第二屏蔽導線16中相較前述部位遠離第一連接頭10的部分具有纏繞間距P4，且纏繞間距P4係大於纏繞間距P2。藉此，信號傳輸線纜1中較靠近第一連接頭10的部可具有良好的抗噪效果，而信號傳輸線纜1中較遠離第一連接頭10的另一部位則有較好的彎曲能力，以增加信號傳輸線纜1於空間中使用的便利性。於再一些實施方式中，第二屏蔽導線16緊密地纏繞信號線12以完整地覆蓋第一屏蔽導線14。再者，請配合參照第2D圖。第2D圖為第1圖所示之結構中第二屏蔽導線16的第二繞行方向R2與其延伸方向D之間的關係的示意圖。於本實施方式中，第二屏蔽導線16自第一連接頭10的第 二繞行方向R2與其延伸方向D之間所形成的第二角度G2為一範圍介於約60度角與約90度角之間。於本實施方式中，第一屏蔽導線14與第二屏蔽導線16形成雙螺旋結構H。
進一步而言，如第1圖以及第2A圖所示，第二屏蔽導線16位於第一屏蔽導線14與保護層19之間。第二屏蔽導線16一端部電性連接於鄰接至第一連接頭10之第一導電構件11的接點C2(見第2A圖，由於視角而未繪示於第1圖)，而第二屏蔽導線16的另一端部電性連接於第二導電構件13的接點C4(見第2A圖，由於視角而未繪示於第1圖)。於本實施方式中，第二屏蔽導線16與第一屏蔽導線14電性絕緣。舉例來說，第二屏蔽導線16包覆於絕緣材料中。於本實施方式中，第二屏蔽導線16的接點C2與第一屏蔽導線14的接點C1分離。第二屏蔽導線16的接點C4與第一屏蔽導線14的接點C3分離。於一些實施方式中，第二屏蔽導線16的材質包含銅或任何其他適合的材料。於一些實施方式中，第二屏蔽導線16的尺寸可應用不同的線材外徑。
於本實施方式中，信號線12所產的共模電流藉由第一導電構件11及/或第二導電構件13而流通於第一屏蔽導線14以及第二屏蔽導線16。由於第一屏蔽導線14以及第二屏蔽導線16為繞行方向相反的兩個螺旋部，因此第一屏蔽導線14以及第二屏蔽導線16中共模電流所產生的電磁輻射實質上會相互抵消，以抑制共模電流所造成的雜訊輻射(common mode noise,CM noise)。藉此，本實施方式之信號傳輸線纜1可降低共模電流所造成之電磁輻射可能對 電子設備造成的影響，進而維持設備中RF部件的performance(sensitivity & Throughput)。
舉例而言，信號傳輸線纜1可支持USB3.0，但本案不以此為限。再者，於接收靈敏度(sensitivity)的測試中，基於一些信號傳輸線纜1的頻率使用範圍，信號傳輸線纜1相較於不包含雙螺旋結構H(見第2A圖)的信號傳輸線纜可至少改善10dB的接收靈敏度。
如第1圖、第2A圖以及第2B圖所示，保護層19覆蓋第二屏蔽導線16，且絕緣於第一連接頭10、屏蔽層18、第一屏蔽導線14、以及第二屏蔽導線16。舉例來說，第二屏蔽導線16包覆於絕緣材料中，而保護層19覆蓋第二屏蔽導線16並接觸前述絕緣材料，進而與第二屏蔽導線16絕緣。於本實施方式中，信號傳輸線纜1中的保護層19係浮接的(floating)，以屏蔽外在環境中電磁輻射對於信號傳輸線纜1的干擾。於一些實施方式中，保護層19的材質為導電材料。舉例而言，保護層19的材質包含鋁、銅或任何其他適合的材料。
請參照第3圖。第3圖繪示依據本案之另一實施方式之信號傳輸線纜2的局部立體圖。如第3圖所示，於本實施方式中，信號傳輸線纜2包含第一連接頭10、第二連接頭20、第一導電構件11、第二導電構件13、信號線12、屏蔽層(可參考第2A圖中的相同元件)、第一屏蔽導線24、第二屏蔽導線26以及保護層19。其中，為了能更清楚繪示本案，第3圖中的保護層19以虛線表示，並省略繪示屏蔽層。
在此要說明的是，本實施方式與第1圖至第2B圖所示之實施方式的差異之處，在於本實施方式更包含第二連接頭20。信號線12電性連接於第一連接頭10與第二連接頭20之間。再者，第二導電構件13電性連接於第二連接頭20並包圍信號線12。此外，第一屏蔽導線24、第二屏蔽導線26以及屏蔽層相較於如第1圖所示之信號傳輸線纜1更相對第一連接頭10延伸而藉由第二導電構件13連接至第二連接頭20。於本實施方式中，第一屏蔽導線24與第二屏蔽導線26形成雙螺旋結構H’。
藉此，由於第一屏蔽導線24以及第二屏蔽導線26為雙螺旋結構H’中繞行方向相反的兩個螺旋部，因此於第一屏蔽導線24以及第二屏蔽導線26中流通之共模電流所產生的電磁輻射實質上會相互抵消，以抑制位於第一連接頭10以及第二連接頭20之間因為共模電流而造成的雜訊。
由以上對於本案之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，由於本案的第一屏蔽導線以及第二屏蔽導線為繞行方向相反的兩個螺旋部，並共同形成雙螺旋結構，因此第一屏蔽導線以及第二屏蔽導線中流通之共模電流所產生的電磁輻射實質上會相互抵消，進而抑制共模電流所造成的雜訊。藉此，本實施方式之信號傳輸線纜可降低共模電流所造成之電磁輻射可能對電子設備造成的影響。
前述多個實施方式的特徵使此技術領域中具有通常知識者可更佳的理解本案之各方面，在此技術領域中具有通常知識者應瞭解，為了達到相同之目的及/或本案所提及之實 施方式相同之優點，其可輕易利用本案為基礎，進一步設計或修飾其他製程及結構，在此技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，該等相同之結構並未背離本案之精神及範圍，而在不背離本案之精神及範圍下，其可在此進行各種改變、取代及修正。

Claims (8)

  1. 一種信號傳輸線纜，包含：一第一連接頭；一信號線，電性連接該第一連接器；一第一屏蔽導線，電性連接該第一連接頭，遠離該第一連接頭延伸，並基於一第一繞行方向圍繞並包覆該信號線的至少一部份；以及一第二屏蔽導線，電性連接該第一連接頭，遠離該第一連接頭延伸，並基於一第二繞行方向圍並包覆繞該信號線的該至少一部份，其中，該第一屏蔽導線連接至該第一連接頭上之一第一接點，該第二屏蔽導線連接至該第一連接頭上之一第二接點，該第二接點與該第一接點分離，且該第一繞行方向與該第二繞行方向相反。
  2. 如請求項1所述之信號傳輸線纜，其中該第一屏蔽導線與該第二屏蔽導線形成一雙螺旋結構。
  3. 如請求項1所述之信號傳輸線纜，其中該第一屏蔽導線位於該信號線與該第二屏蔽導線之間。
  4. 如請求項1所述之信號傳輸線纜，更包含一屏蔽層，位於該第一屏蔽導線與該信號線之間。
  5. 如請求項4所述之信號傳輸線纜，其中該屏蔽層與該第一連接頭分離。
  6. 如請求項1所述之信號傳輸線纜，其中更包含一保護層，覆蓋且絕緣於該第一屏蔽導線以及該第二屏蔽導線。
  7. 如請求項1所述之信號傳輸線纜，更包含一第二連接頭，其中該信號線、該第一屏蔽導線以及該第二屏蔽導線分別電性連接於該第一連接頭與該第二連接頭之間。
  8. 如請求項1所述之信號傳輸線纜，其中該第一屏蔽導線圍繞該信號線而具有一第一纏繞間距，且該第二屏蔽導線圍繞該信號線而具有一第二纏繞間距，其中該第一纏繞間距與該第二纏繞間距中的至少一者不為定值。
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